毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）任文）任 务务 书书 课题名称课题名称中小城市用水量预测与模拟数学模型中小城市用水量预测与模拟数学模型 姓姓 名名 学学 号号 院院 系系数学与计算科学系数学与计算科学系 专专 业业数学与应用数学数学与应用数学 指导教师指导教师 （副教授）（副教授） 年年 3 3 月月 6 6 日日 毕业设计毕业设计( (论文论文) )材材 料料 （一）（一） 一、设计（论文）的教学目的 通过该课题设计，使学生学会运用所学知识解决实际问题，培养学生独立 思考、调查研究、查阅文献和资料及独立完成课题工作的能力。开拓学生的知 识面，加深对知识的认识和理解，培养学生的创新意识和创新精神，提高学生 的科学研究能力。 二、设计（论文）的主要内容 本课题以益阳市自来水公司现有监测监控及数据采集系统为背景，通过 对益阳市用水量规律分析，对用水量预测与模拟模型加以研究。具体研究 内容有: 1、分析益阳市用水量变化规律； 2、分析预测模型的原理、利弊及适用条件，给出常用的用水量预测方 法，建立用水量模拟模型。 三、设计（论文）的基本要求 1. 设计者必须发挥独立思考、独立操作的能力； 2. 收集和查询有关资料； 3、按时，按量的完成论文设计； 4、增强学生的沟通能力和自主学习能力。 四、进度安排 序号论 文（设 计）各 阶 段 内 容起止日期 1选题与收集资料、查阅参考文献1.19-3.6 2开题报告与整理资料3.7-4.10 3完成初稿4.11-4.20 4修定初稿4.21-5.20 5定稿与论文答辩5.21-5.30 五、主要参考文献 1湖南省益阳市自来水总公司产水量与售水量数据Z,2009. 2袁一星,张杰.城市用水长期预测模型的研究J.给水排水,2004,30(6):102 -105. 3王勇领.预测计算方法M.北京：科学出版社,1986. 4徐玲娥,吴必勤,宣张莺.浅谈城市用水量预测J.水利科技与经济,2007, 13(6)：1-2. 5胡运权,郭耀煌.运筹学教程M.北京:清华大学出版社,2007. 6米尔斯切特.数学建模方法与分析M.北京:机械工业出版社,2005. 7姜启源,谢金星,叶俊.数学模型M.北京:高等教育出版社,2003. 8 SHU J,LINDELL EO.Short-term water demand forecast modeling techning -ques-conventional methods versus AIJ.Journal AWWA,2002,97(7):64-72. 9LEVIB,Milton D L,MARY A,etal.Suburban water demand modeling using stepwise regressionJ.Journal AWWA.2002.97(10):65-75. 10俞峰,陶建科.城市给水系统时用水量预测方法的探讨J.城市公用事业， 2003,17(6):23-26. 学学 生生 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 开开 题题 报报 告告 书书 课题名称课题名称 中小城市用水量预测与模拟数学模型中小城市用水量预测与模拟数学模型 姓姓 名名 学学 号号 院院 系系 数学与计算科学系数学与计算科学系 专专 业业 数学与应用数学数学与应用数学 指导教师指导教师 （副教授）（副教授） 20102010 年年 3 3 月月 7 7 日日 20102010届学生届学生 毕业设计毕业设计( (论文论文) )材料材料 （二）（二） 设计（论文）题目中小城市用水量预测与模拟数学模型中小城市用水量预测与模拟数学模型 课题的根据： 1）说明本课题的理论、实际意义 灰色系统理论认为：任何随机过程都是在一定幅值范围、一定事件内变化的灰色 量，即把随机过程变为灰色过程。灰色预测是通过原始数据的处理和灰色模型建立、 发现、掌握系统发展规律，对系统的未来状态做出科学的定量预测。用灰色系统理论 预测城市用水量，就是建立城市用水量与时间的关系函数。具体作法是：先对已有的 白色系统理论（已经发生的城市用水量）作累加生成，使原白色系统信息的随机性加 以弱化，然后对弱化的白色信息拟合，建立预测模型。 中小城市用水量的预测是进行给水系统优化调度的前期工作，根据城市发展规划 要求，对给水管网系统的用水量进行分析、研究，选择合适的用水量预测方法，建立 切实的用水量预测模型，是进行给水系统优化调度的基础和前提，它不仅为决策提供 必要的信息，在一定程度上讲，它的准确度将直接影响给水系统优化调度的合理性和 有限投资的效益。 2）综述国内外有关本课题的研究动态和本人的见解 城市用水量预测是城市给水和节水发展规划的基础，其预测方法又是科学准确预 测需水量的重要手段。国内外已有的预测方法较多，如：移动平均法、指数平滑法、 平均增长率法等。可根据不同的预测时间来选择不同的预测方法。由于目前我国自来 水公司的自动化水平相对较低，工作人员技术水平有限，因此相当一部分自来水公司 采用算术平均法进行月用水量预测，这种方法计算简单但计算精度不高。 要做好本课题工作，不仅要熟练掌握数学建模的基本方法和步骤，而且要培养数 学建模的能力。首先，用水量的预测需要利用 EXCEL 作出用水量的直方分布图，分析 其用水量的变化规律，从而进一步对城市用水量进行预测。然后通过数学建模知识， 利用灰色系统理论，对城市用水量预测建立灰色系统模型。最后对建立的模型进行检 验，检验合格后利用模型对中小城市用水量进行模拟。本文将着重对中小城市用水量 预测进行研究。希望该课题研究能够对中小城市用水量有一个较为精确地预测。 课题的主要内容: 本课题以益阳市自来水公司现有监测监控及数据采集系统为背景，通过对益阳市用 水量规律分析，对用水量预测与模拟模型加以研究。具体研究内容有: 1、分析益阳市用水量变化规律； 2、分析预测模型的原理、利弊及适用条件，给出常用的用水量预测方法，建立用 水量模拟模型。 研究方法 1、文献资料调研法，通过图书馆以及因特网查找相关领域的最新理论、收集资料， 对益阳市自来水公司提供的数据进行绘图直观分析。 2. 模型建立法，建立灰色系统模型，用来预测中小城市用水量。 3. 通过经验总结，建立模型，对比分析，精确度检验等方法，对建立的数学模型 不断进行完善。 4、 征求指导老师意见并与同学之间进行交流和沟通，找出并解决研究中存在的 问题。 完成期限和采取的主要措施： 具体安排如下： 1.19-3.6 选题与收集资料、查阅参考文献 3.7-4.10 开题报告与整理资料 4.11-4.20 完成初稿 4.21-5.20 修定初稿 5.21-5.30 定稿与论文答辩 主要措施: (1) 查阅相关文献资料，了解国内外研究动态，准备开题。 (2) 凭借所学的专业知识和具备的能力，设计具体论文框架。 (3) 咨询指导老师,并通过各种途径找寻课题研究所需的资料，力求本课题得到完 美的解答。 (4) 对完成的论文反复修改和完善，并请指导老师进行指正。 主要参考资料： 1湖南省益阳市自来水总公司产水量与售水量数据Z,2009. 2袁一星,张杰.城市用水长期预测模型的研究J.给水排水,2004,30(6):102-105. 3王勇领.预测计算方法M.北京：科学出版社,1986. 4徐玲娥,吴必勤,宣张莺.浅谈城市用水量预测J.水利科技与经济,2007,13(6): 1-2. 5胡运权,郭耀煌.运筹学教程M.北京:清华大学出版社,2007. 6米尔斯切特.数学建模方法与分析M.北京:机械工业出版社,2005. 7姜启源,谢金星,叶俊.数学模型M.北京:高等教育出版社,2003. 8 SHU J,LINDELL EO.Short-term water demand forecast modeling techning -ques-conventional methods versus AIJ.Journal AWWA,2002,97(7):64-72. 9LEVIB,Milton D L,MARY A,etal.Suburban water demand modeling using stepwise regressionJ.Journal AWWA.2002.97(10):65-75. 10俞峰,陶建科.城市给水系统时用水量预测方法的探讨J.城市公用事业， 2003,17 (6):23-26. 指导教师意见： 签名： 年 月 日 开 题 报 告 会 纪 要 时间地点 姓 名职务(职称)姓 名职务(职称)姓 名职务(职称) 与 会 人 员 会议纪要： 主持人： 记录人： 年 月 日 指 导 小 组 意 见 负责人签名： 年 月 日 院 系 意 见 负责人签名： 年 月 日 毕业设计（论文）答辩申请表 学 号 0609411- 11 姓 名李旭院 系数学与计算科学系 专 业 数学与应用数学指导教师李俊锋 设计（论文）课题名称中小城市用水量预测与模拟数学模型 设计（论文）要求及进程计划 起 止 时 间任 务 要 求完成情况 指 导 教 师 签 名 1.19-3.6 选题与收集资料、查阅文献 3.7-4.10 开题报告与整理资料 4.11-4.20 完成初稿 4.21-5.20 修定初稿 5.21-5.31 定稿与准备论文答辩 毕业设计（论文）特色简介（数量、质量、创新）： 本论文约 5000 字，通过以益阳市为例，对中小城市用水量进行预测；本论 文选用灰色系统模型，对益阳市用水量做出了明确的预测，有利于各中小城市 根据实际情况预测该城市的用水量，并对实践生产调度起到指导作用。 本论文所建立的灰色模型与实际紧密联系，结合实际情况对问题求解，使 得模型具有很好的通用性和推广性。在中小城市用水量的分析和预测上有新的 见解，具有的一定的创新性。 是否同意参加答辩意见： 主指导教师（签名） 年 月 日 学学 生生 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 答答 辩辩 评评 审审 表表 课题名称课题名称 中小城市用水量预测与模拟数学模型中小城市用水量预测与模拟数学模型 姓姓 名名 李旭李旭 学学 号号0609411-110609411-11 院院 系系 数学与计算科学系数学与计算科学系 专专 业业 数学与应用数学数学与应用数学 指导教师指导教师 李俊锋（副教授）李俊锋（副教授） 20102010 年年 6 6 月月 1313 日日 20102010届学生届学生 毕业设计毕业设计( (论文论文) )材料材料 （三）（三） 毕业设计（论文）成绩评定标准及评审表（理工科类） 专业：数学与应用数学 课题：中小城市用水量预测与模拟数学模型 学生：李 旭 评 分 等 级各 档 得 分 评分 分 块 等级及得分 项 目 （该项满分值） ABCDABCD 1资料搜集与整 理论证情况 （10） 齐全较完全基本齐全差9-107-85-6 4 2基本概念和理 论情况（10） 清楚、正确 基本清楚 基本正确 尚清楚 尚正确 不清楚 不正确 9-107-85-6 4 3计算方法和计 算结果（15） 正确、应用计算 机较多 基本正确 少量应用 尚正确 尚应用 不正确 未应用 13-1510-127-9 6